SU1126390A1 - Устройство дл подвода смазочно-охлаждающей жидкости (сож) - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВОДА СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЩЕЙ ЖИДКОСТИ (СШ), содержащее корпус со штуцером, охватывающий шпиндель, в котором вьполнены осевой и наклонные 1радиальные каналы, и ускоритель потока СОЖ, отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности охлаждени , ускоритель выполнен в виде заборного колеса, жестко установленного на шпинделе, в лопаст х которого выполнены наклонные каналы по чис .лу каналов шпиндел , при этом периферийна  часть колеса выполнена криволинейной.

Description

(П

с Изобретение относитс  к устройствам дл  обработки материалов резанием , в частности, к приспособлени м дл  подвода СОЖ к инструменту дл  глубокого сверлени  и высверливани  стержней из оптического стекла и кварца. Известно устройство дл  подвода смазочно-охлажадющей жидкости (СОЖ), содержащее корпус со штуцером, охватывакщий .шпиндель, в котором вьшолнены осевой и наклонные радиальные каналы и ускоритель потока СОЖ, роль которого выполн ют перемычки ме дУ радиальными каналами, представл ющие собой лопасти. Радиальные отверсти  предназначены дл  прохода жидкости из корпуса в полость вала. При направлегши вращени  вала, совпадающем с направлением подачи охлавдающей жид кости, последн   с периферии нагнетаетс  в полость вала, сообщающуюс  с инструментом. ИспользоваЯ е известного устройства дл  подачи СОЖ позвол ет снизить внутреннее гид равлическое сопротивление, т.е. обес печивает на выходе давление и напор, создаваемые насосом с минимальными потер ми Щ Однако это устройство характеризу етс  резким увеличением прбходных се чений каналов на выходе жидкости из штуцера, что влечет за собой потерю напора при внезапном расширении проходных сечений каналов, котора  равна динамическому напору потер нной скорости при больших скорост х движени  жидкости, создаваемых вращающимс  валом, именнцим перемычки, образующие лопасти, возникает турбулентное движение, при котором возможен разрыв столба жидкости, что  вл етс  причиной уменьшени  объемно го КПД. В св зи с тим рассматриваема  конструкци  обеспечивает нормальную работу (неразрывность потока ) лишь при частоте вращени  шпин1дел  не более 2800-3000 об/мин. Вследствие возникновени  центробежной силы при вращении шпиндел , имеющего перемьики., жидкость получает прирост потенциальной и кинематической энергии, увеличивающей, в основном, динамическую напора. Кроме того, происходит снижение гидрО динамического эффекта за счет формы лопастей, имекшщх в сечении пр мо-, угольную форму. Перечисленные недостатки преп тствуют повышению частоты вращени  инструмента до 6000-8000 об/мин, так как при этом требуетс  бопее интенсивное охлаждение и отвод стружки из зоны резани . Целью изобретени   вл етс  повьш1еiffle эффективности охлаждени  путем повьш:ени  давлени  и скорости подвода СОЖ. Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл подвода смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), содержащем .корпус со штуцером,охватывающий шпиндель, в котором вьшолнены осевой и наклонные радиальные каналы, и ускоритель потока СОЖ, последний выполнен в виде заборного колеса, жестко установленного на шпинделе,- в-лопаст х которого выполнены наклонные каналы по числу каналов шпиндел , при этом периферийна  часть лопастей колеса вьшолнена криволинейной. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий ВИД, на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1. Устройство содержит корпус 1, который жестко крепитс  к пиноли станка, посредством резьбового фланца 2, штуцера 3 дл  подачи СОЖ во внутреннюю полость корпуса 1, охватывающе го шпиндель 4, в котором вьшолнен осевой канал 5 и наклонные радиальные каналы 6. На шпивделе 4 жестко установлен усилитель энергии потока в виде заборного колеса 7, на ступицы которого посажены внутренние кольца подшипников 8 и 9, установленных в корпусе 1 и закрепленных фланцем 10. Заборное колесо 7 имеет четыре лопасти, периферийна  часть 11 которых выполнена по спирали Архимеда. Со стороны фронтальной части каждой лопасти выполнены наклонные каналы 12 под углом 45 к направлению потока а их входные торцы 13 - под углом 50-65 к оси канала. Герметизаци  шпиндел  в корпусе осуществл етс  манжетами 14. В подшипниках имеютс  защитные шайбы 15. В шпивделе 4 установлен инструмент 16 дл  сверлени  отверсти  в детали 17 Устройство работает следующим образом . На штуцере 3 крепитс  шланг дл  подачи СОЖ. Включаетс  подача, СОЖ попадает в кольцевую камеру 18 под авлением, обеспечивающем заполнение

всего объема и скоростью потока, создаваемой центробежным насосом (п 2800 об/мин,N 22-180 л/мин, напор 0,3-1 атм), Включаетс  вращение шпиндел  4. При этом вращаетс  заборное колесо 7 с частотой вращени  шпиндел  (h 6000-8000 об/мин). При вращении заборного колеса 7 жидкость, наход ща с  в камере 18 под давление 1 атм, обтека  профиль периферийной части It, вьшалненньй по спирали Архимеда, лопастей заборного колеса 7, попадает в наклонные каналы 12 через входные торцы 13 и затем через радиальные каналы 6 шпиндел , расположенные под углом 10 относительно 1Тлоскости, проход щей через оси наклонных каналов лопастей, попадает в вертикальный канал 5. Каналы 12, 6 и 5, переход  один в другой, дредставл ют собой винтовой канал, который сообщает потоку СОЖ спиральновихревое движение, создава  тем самым в центральной части шпиндел  зону повьпиенного давлени , что обеспечивает интенсивное проникновение СОЖ к режущим кромкам инструмента и интенсивный отвод тепла,

Заборное колесо 7 работает по принципу радиальНо-поршневого насоса , где поршнем служит столб жидкости , наход щейс  в каналах 12 и 6, а силой приложенной к поршню,  вл етс  давление, создаваемое за счет скоросной энергии набегающего потока и потока в тех же каналах.

Давление, создаваемое за счет скоростной энергии набегающего потока в. наклонных канадах, определ етс  по формуле

о

Р « Рн.п..р-уг -p-g- V

где - давление, создаваемое

набегаюпщм потоком;

р - объемна  масса (плотность W - углова  скорость вращени  заборного колеса;

1 средний радиус входного

конца наклонного канала за- 50 борного колеса; V - скорость протекани  С(Ж

у входного конца наклонндго канала.

Давление, создаваемое заборным ко- 55 лесом,

..-РН.ПТ№e7i (J/4 - площадь сечени  входного конца наклонного канала ,

Z - число наклонных каналов. Так как жидкость пропускаетс  последовательно через насос и заборное колесо, то давление на выходе к режущим кромкам интструмента

р Р -(- р н э,к.,

где Р - давление, создаваемое насосом .

Величина давлени  Р .и интенсивность потока СОЖ будет измен тьс  в зависимости от частоты вращени  шпиндел . Чем больше частота вращени  шпиндел , тем больше давление и интенсивность проникновени  СОЖ к режущим кромкам инструмента.

Производительность заборного колеса определ етс  согласно формуле

Itd

Т

Q..R--T-z.n.

4

где R - радиус заборного колеса

(см.фиг. 2); и - число оборотов заборного

колеса (шпивдел )-, LQ - длина окружности, описывае мой заборным колесом. Таким образом, производительность заборного колеса измен етс  пропорционально числу оборотов

Vb

Qjna

При тех же услови х напор, развиваемый заборным колесом, измен етс  .пр мо пропорционально квадрату чисел оборотов

Z

-ll Н,

MI

Предлагаема  конструкци  устройства дл  подвода СОЖ позвол ет повысить производительность обработки путем интенсификации процесса охлаждени , обеспечивающего увеличение скорости резани  и величины подачи на 10%.

Интенсивный отвод тепла и выброс стружки от инструмента и детали при обработке на больших скорост х резани  увеличивает стойкость инструмента на 20%, при этом повышаетс  точность и чистота обработки. Кроме

того, предлагаема  конструкци  подвода СОЖ обеспечивает эффективность использовани  СОЖ в св зи с тем, что заборное колесо установлено на

шпинделе, и интенсивность подачи СОЖ зависит от числа оборотов шпиндел  - при уменьшении числа оборотов уменьшаетс  расход СОЖ.

±::A

Claims (1)

1. •(5'4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВОДА СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ (СОЖ), содержащее корпус со штуцером, охватывающий шпиндель, в котором выполнены осевой и наклонные радиальные каналы, и ускоритель потока СОЖ, отличающеес я тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения, ускоритель выполнен в виде заборного колеса, жестко установленного на шпинделе, в лопастях которого выполнены наклонные каналы по числу каналов шпинделя, при этом периферийная часть лопастей колеса выполнена криволинейной.